干旱區(qū)綠洲用水效率模擬及分析——以策勒綠洲為例
發(fā)布時(shí)間:2021-06-11 09:25
水資源對(duì)干旱區(qū)綠洲的可持續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。為實(shí)現(xiàn)綠洲中灌溉用水的合理調(diào)配,以策勒綠洲為例,利用干旱區(qū)平原綠洲耗散型模型模擬了綠洲水循環(huán)的具體情況,并以騰發(fā)量占凈輸入量的比例作為灌溉水利用效率指標(biāo),研究了渠東和渠西灌溉水利用效率的尺度變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:在研究區(qū)水平衡分量中,地塊土壤水分輸入主要依賴于渠道灌溉水量(約占96.02%),抽水灌溉量只占土壤水輸入項(xiàng)的0.34%;由于回歸水重復(fù)利用比例較低,用水效率隨尺度的提升規(guī)律不明顯,當(dāng)?shù)貕K數(shù)從一個(gè)變化到4個(gè)時(shí)渠西和渠東2個(gè)區(qū)域內(nèi)用水效率分別提升了1.94%和1.11%;作物空間差異性對(duì)用水效率的尺度效應(yīng)有削減作用,原因是糧食作物灌溉需水量比果樹大,用水效率低。通過定量分析得到的綠洲水均衡結(jié)果,驗(yàn)證了水均衡模型在綠洲研究中的可行性,也為綠洲灌溉水高效利用提供了理論依據(jù)。
【文章來(lái)源】:節(jié)水灌溉. 2020,(05)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
策勒綠洲空間位置和土地利用簡(jiǎn)圖[4]
項(xiàng)目組通過實(shí)地調(diào)研得到了策勒綠洲的渠系分布圖。為分析綠洲不同尺度下的用水效率,根據(jù)斗、農(nóng)渠的分布情況將研究區(qū)劃分為8個(gè)地塊(如圖2所示)。該區(qū)以特色林果為主,其中農(nóng)區(qū)作物中紅棗、胡桃、石榴面積分別占59.4%、23.0%、5.7%(據(jù)項(xiàng)目組實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù))。對(duì)應(yīng)各區(qū)塊可以發(fā)現(xiàn),紅棗、胡桃在各個(gè)地塊均有種植,其中該縣特色林石榴集中分布在地塊①。研究區(qū)內(nèi)降雨極少,完全不能滿足作物的耗水需求,而水庫(kù)引水灌溉只能在夏季氣溫上升后冰雪融水增多的情況下才能實(shí)現(xiàn),因此,3-4月作物需水期初始主要依靠地下抽水灌溉滿足需求。1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源
研究區(qū)主要為農(nóng)業(yè)灌溉區(qū),其水分轉(zhuǎn)換過程主要包括地面入滲、地面蒸散發(fā)、土壤水和地下水之間水分交換。根據(jù)研究區(qū)水分轉(zhuǎn)換特征將農(nóng)區(qū)分為上土壤層、下土壤層和地下水層。其主要物理過程可概化為:①受引水灌溉影響,農(nóng)區(qū)土壤層水分交換最為活躍。②上土壤層可看成表層土壤,該層發(fā)生的主要物理過程有灌溉和降水、上土壤層蒸發(fā)、下滲到下土壤層。③下土壤層可以看成地下水位以上非表層土壤,這一層主要的物理過程有上土壤層水分下滲、下土壤層蒸發(fā)、下滲到地下水層。④引水經(jīng)過渠系損耗一部分水,剩余水量成為灌溉水全部滲入土壤層。⑤農(nóng)區(qū)蒸散發(fā)量只考慮上土壤層蒸發(fā)和下土壤層蒸發(fā),上土壤層水分充足時(shí),蒸發(fā)全由上土壤層水提供;上土壤層水分不足時(shí),由下土壤層根據(jù)下土壤層脅迫程度完成剩余部分,但在缺水灌溉時(shí)如果地下水埋深比較淺,毛管水上升到下土壤層供作物蒸發(fā)。⑥地下水層是地下水位以下飽和水土壤層,該層含水量穩(wěn)定。⑦農(nóng)區(qū)模型中,引水灌溉,作物蒸散發(fā)、地下水排水的改變都會(huì)引起上、下土壤層蓄水量的響應(yīng);地下水層蒸發(fā),下土壤層下滲和地下水排水都會(huì)引起地下水埋深的變化。圖3為干旱區(qū)平原綠洲耗散型模型中農(nóng)區(qū)水文物理過程示意圖(在胡和平等[7]上修改),EU、EM為上、下土壤層蒸散發(fā)量,I為渠道灌溉量,P為降水量,P′為抽水灌溉量,EG為潛水蒸發(fā)量,FWM為上下土壤層交換量,FGM為深層滲漏量,IIG和IGW分別為地下水側(cè)向出、入流量,單位均為mm/d;WU、WM分別為上、下土壤層蓄水量,WUM、WMM分別為上、下土壤層蓄水容量,單位均為mm。1.4 尺度界定和用水效率計(jì)算
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]灌溉用水效率尺度效應(yīng)的模擬分析——以寧夏惠農(nóng)渠灌域典型灌排單元為例[J]. 陳皓銳,韓松俊,王少麗,焦平金,管孝艷. 中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2016(09)
[2]石津灌區(qū)冬小麥水分生產(chǎn)率的尺度效應(yīng)[J]. 陳皓銳,伍靖?jìng)?黃介生,楊金忠,王少麗. 水科學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
[3]綠洲農(nóng)田土壤粒徑分布特征及其影響因素分析——以策勒綠洲為例[J]. 桂東偉,雷加強(qiáng),曾凡江,穆桂金,楊發(fā)相,蘇永亮,潘燕芳. 土壤. 2011(03)
[4]和田綠洲散耗型水文模型(DHMHO)研究與應(yīng)用[J]. 趙長(zhǎng)森,黃領(lǐng)梅,沈冰,雷志棟,胡和平,楊詩(shī)秀. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2010(07)
[5]灌溉用水有效利用系數(shù)尺度效應(yīng)分析[J]. 崔遠(yuǎn)來(lái),李遠(yuǎn)華,陸垂裕. 中國(guó)水利. 2009(03)
[6]灌溉水文學(xué)及其研究進(jìn)展[J]. 代俊峰,崔遠(yuǎn)來(lái). 水科學(xué)進(jìn)展. 2008(02)
[7]農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水評(píng)價(jià)指標(biāo)與尺度問題[J]. 崔遠(yuǎn)來(lái),董斌,李遠(yuǎn)華,蔡學(xué)良. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2007(07)
[8]水分生產(chǎn)率指標(biāo)隨空間尺度變化規(guī)律[J]. 崔遠(yuǎn)來(lái),董斌,李遠(yuǎn)華. 水利學(xué)報(bào). 2006(01)
[9]內(nèi)蒙古河套灌區(qū)GSPAC水分通量分析[J]. 王旭升,岳衛(wèi)峰,楊金忠. 灌溉排水學(xué)報(bào). 2004(02)
[10]干旱區(qū)平原綠洲散耗型水文模型——Ⅰ模型結(jié)構(gòu)[J]. 胡和平,湯秋鴻,雷志棟,楊詩(shī)秀. 水科學(xué)進(jìn)展. 2004(02)
博士論文
[1]塔里木盆地南緣綠洲灌區(qū)地表水與地下水聯(lián)合利用研究[D]. 劉毅.新疆大學(xué) 2019
本文編號(hào):3224269
【文章來(lái)源】:節(jié)水灌溉. 2020,(05)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
策勒綠洲空間位置和土地利用簡(jiǎn)圖[4]
項(xiàng)目組通過實(shí)地調(diào)研得到了策勒綠洲的渠系分布圖。為分析綠洲不同尺度下的用水效率,根據(jù)斗、農(nóng)渠的分布情況將研究區(qū)劃分為8個(gè)地塊(如圖2所示)。該區(qū)以特色林果為主,其中農(nóng)區(qū)作物中紅棗、胡桃、石榴面積分別占59.4%、23.0%、5.7%(據(jù)項(xiàng)目組實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù))。對(duì)應(yīng)各區(qū)塊可以發(fā)現(xiàn),紅棗、胡桃在各個(gè)地塊均有種植,其中該縣特色林石榴集中分布在地塊①。研究區(qū)內(nèi)降雨極少,完全不能滿足作物的耗水需求,而水庫(kù)引水灌溉只能在夏季氣溫上升后冰雪融水增多的情況下才能實(shí)現(xiàn),因此,3-4月作物需水期初始主要依靠地下抽水灌溉滿足需求。1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源
研究區(qū)主要為農(nóng)業(yè)灌溉區(qū),其水分轉(zhuǎn)換過程主要包括地面入滲、地面蒸散發(fā)、土壤水和地下水之間水分交換。根據(jù)研究區(qū)水分轉(zhuǎn)換特征將農(nóng)區(qū)分為上土壤層、下土壤層和地下水層。其主要物理過程可概化為:①受引水灌溉影響,農(nóng)區(qū)土壤層水分交換最為活躍。②上土壤層可看成表層土壤,該層發(fā)生的主要物理過程有灌溉和降水、上土壤層蒸發(fā)、下滲到下土壤層。③下土壤層可以看成地下水位以上非表層土壤,這一層主要的物理過程有上土壤層水分下滲、下土壤層蒸發(fā)、下滲到地下水層。④引水經(jīng)過渠系損耗一部分水,剩余水量成為灌溉水全部滲入土壤層。⑤農(nóng)區(qū)蒸散發(fā)量只考慮上土壤層蒸發(fā)和下土壤層蒸發(fā),上土壤層水分充足時(shí),蒸發(fā)全由上土壤層水提供;上土壤層水分不足時(shí),由下土壤層根據(jù)下土壤層脅迫程度完成剩余部分,但在缺水灌溉時(shí)如果地下水埋深比較淺,毛管水上升到下土壤層供作物蒸發(fā)。⑥地下水層是地下水位以下飽和水土壤層,該層含水量穩(wěn)定。⑦農(nóng)區(qū)模型中,引水灌溉,作物蒸散發(fā)、地下水排水的改變都會(huì)引起上、下土壤層蓄水量的響應(yīng);地下水層蒸發(fā),下土壤層下滲和地下水排水都會(huì)引起地下水埋深的變化。圖3為干旱區(qū)平原綠洲耗散型模型中農(nóng)區(qū)水文物理過程示意圖(在胡和平等[7]上修改),EU、EM為上、下土壤層蒸散發(fā)量,I為渠道灌溉量,P為降水量,P′為抽水灌溉量,EG為潛水蒸發(fā)量,FWM為上下土壤層交換量,FGM為深層滲漏量,IIG和IGW分別為地下水側(cè)向出、入流量,單位均為mm/d;WU、WM分別為上、下土壤層蓄水量,WUM、WMM分別為上、下土壤層蓄水容量,單位均為mm。1.4 尺度界定和用水效率計(jì)算
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]灌溉用水效率尺度效應(yīng)的模擬分析——以寧夏惠農(nóng)渠灌域典型灌排單元為例[J]. 陳皓銳,韓松俊,王少麗,焦平金,管孝艷. 中國(guó)農(nóng)村水利水電. 2016(09)
[2]石津灌區(qū)冬小麥水分生產(chǎn)率的尺度效應(yīng)[J]. 陳皓銳,伍靖?jìng)?黃介生,楊金忠,王少麗. 水科學(xué)進(jìn)展. 2013(01)
[3]綠洲農(nóng)田土壤粒徑分布特征及其影響因素分析——以策勒綠洲為例[J]. 桂東偉,雷加強(qiáng),曾凡江,穆桂金,楊發(fā)相,蘇永亮,潘燕芳. 土壤. 2011(03)
[4]和田綠洲散耗型水文模型(DHMHO)研究與應(yīng)用[J]. 趙長(zhǎng)森,黃領(lǐng)梅,沈冰,雷志棟,胡和平,楊詩(shī)秀. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2010(07)
[5]灌溉用水有效利用系數(shù)尺度效應(yīng)分析[J]. 崔遠(yuǎn)來(lái),李遠(yuǎn)華,陸垂裕. 中國(guó)水利. 2009(03)
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[7]農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水評(píng)價(jià)指標(biāo)與尺度問題[J]. 崔遠(yuǎn)來(lái),董斌,李遠(yuǎn)華,蔡學(xué)良. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2007(07)
[8]水分生產(chǎn)率指標(biāo)隨空間尺度變化規(guī)律[J]. 崔遠(yuǎn)來(lái),董斌,李遠(yuǎn)華. 水利學(xué)報(bào). 2006(01)
[9]內(nèi)蒙古河套灌區(qū)GSPAC水分通量分析[J]. 王旭升,岳衛(wèi)峰,楊金忠. 灌溉排水學(xué)報(bào). 2004(02)
[10]干旱區(qū)平原綠洲散耗型水文模型——Ⅰ模型結(jié)構(gòu)[J]. 胡和平,湯秋鴻,雷志棟,楊詩(shī)秀. 水科學(xué)進(jìn)展. 2004(02)
博士論文
[1]塔里木盆地南緣綠洲灌區(qū)地表水與地下水聯(lián)合利用研究[D]. 劉毅.新疆大學(xué) 2019
本文編號(hào):3224269
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